Устройство для контроля параметров комплексных сопротивлений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(664121 Сфез Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -О 01 К 27/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИИ Изобретение относится к электроиэмерительнай технике и может бытьиспользовано при контроле конденсаторов в массовом производстве, всистемах автоматического контролянеисправности радиоэлектронного иэлектротехнического оборудования,контроле параметров технологическихпроцессов,Известно устройство для преобразования параметров комплексных сопротивлений в напряжение постоянноготока, содержащее генератор нагряжения переменного тока, подключенныйк входу дифференциального усилителя,в последовательной цепи и цепи обратной связи которого включены образцовое и измеряемое комплексное сопротивления, фазовый детектор, входкоторого подключен к выходу усилителя, а выход соединен с входом фильтра, и фаэовращатель, включенныймежду выходом генератора и входомуправления фазового детектора 11 .Изменяя фазовый сдвиг фазовращателяна входе преобразователя, можнополучить напряжение постоянноготока, пропорциональное составляющимизмеряемого комплексного сопротивления. Недостатками устройства являются малое быстродействие, определяемое постоянной времени фазового детектора, и невозможность измерениябезразмерного фактора потерь,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого через формирователь импульсовподсоединен к одному входу электронного ключа,а через первичный измерительный преобразователь и нуль-органк другому входу ключа, генераторимпульсов образцовой частоты, подключенный через электронный ключ и кольцевой счетчик импульсов к цифровомуиндикатору, генератор компенсирующегонапряжения, выход которого соединенс другим входом нуль-органа, а входс кольцевым счетчиком импульсов 2,Однако дляприведения измерительнойцепи в состояние квазиравновесиянеобходимо затратить определенноеколичество тактов. С учетом двухразовой компенсации эа период при погрешности от неполного уравновешивания 0,01 время уравновешиваниясоставляет 7 мс. при частоте питающего напряжения 1 кгГц, что в рядеслучаев недостаточно. Кроме того,) ( тц,ОЮ соя срЯЯ211"о устройство не позволяет измерять тангенс угла потерь и добротности исследуемых двухполюсников.Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства.Достигается это тем, что в устройство для контроля параметров комплекс-б ных сопротивлений, содержащее генерагор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и с входом первичного измерительного преобразователя, 1 О генератор импульсов, выход которого соединен с одним входом ключа, выход последнего соединен со счетчиком, нуль-орган, введены источник образцового напряжения, трехпозиционный 15 электронный ключ, дополнительный ключ, блок управления, интегратор и блок запоминания, причем выход источника образцового напряжения соединен с .первым входом трехпозиционного электронного ключа, второй вход последнего соединен с выходом первичного измерительного преобразователя, а третий вход - с выходом блока запоминания, выход трехпозиционного электронного ключа соединен с входом интегратора, один выход которого соединен с нходом нуль-органа, а другой - с первым входом блока запоминания, выход нуль- органа соединен с четвертым входом блока управления, пятый вход последнего соединен с выходом .формирователя импульсов, а выходы блока управлениясоединены с управляющими входами тРехпоэиционного ключа, блока запоминания и ключа соответственно, а выход блока запоминания соединен с другим входом дополнительного ключа. На фиг.1 предстанлена структурнаясхема устройства для раздельногоизмерения параметров комплексных сопротивлений; на фиг,2 - временныедиаграммы, поясняющие его работу,Устройство содержит генераторсинусоидального напряжения 1, первичный измерительный преобразователь 2, формирователь импульсон 3,источник образцового напряжения 4,блок управления 5, интегратор б, нульорган 7, блок запоминания 8,ключ 9,дополнительный ключ 10, трехпоэиционный электронный ключ 11, генераторимпульсов 12 и счетчик 13.На временных диаграммах изображенграфик процесса раздельного измерения параметров комплексного сопротивления,где 01 - выходное напряжение генерагора синусоидального напряжения 1)0 - выходное напряжение первичного измерительного преобразователя602, содержащее синфаэную 0 и кнадРатнУю Б 2,н составлЯющие, котоРыенесут информацию об измеряемых параметрах (емкости, индуктинности,активных потерях); 40- выходное напряжение интегратора б;У - выходной сигнал блока управления 5, управляющий ключом 9.Принцип работы устройства основан на методе двухтактного интегрирования.Выходное напряжение первичного измерительного преобразователя 2 равно Пг = "2 н 1" (4 +Чг)где Уи Я - амплитуда и частота;у- фазовый угол измеряемого комппексного сопротивления.При измерении амплитуды синфазной составляющей У , на первом такте напряжение П с выхода первичного измерительного преобразователя 2 через трехпозиционный электронный ключ 11 поступает на интегратор б в течение положительного полупериода опорного напряжения П 1 генератора синусоидального напряжения 1. Электронный трехпозиционный ключ 11 управляется напряжением прямоугольной формы со скнажностью, сформированным из Б с помощью формирователя импульсов 3 и блока управления 5.Выходное напряжение интегратора н конце первого такта интегрирования принимает значение где Т =- период синусоидальноИго напряжения;постоянная времени интегратора,Это напряжение пропорционально амплитуде синфаэной составляющей 0 напряжения У , поскольку интеграл от другой составляющей (кнадратурной 02 н ) равен нулю.На втором такте производится разряд интегратора постоянным напряжением У , которое подается от источника образцового напряжения 4 на интегратор 6 через трехпозиционный электронный ключ 11.Напряжение управления электронным трехпоэиционнымключом 11 вырабатывает блок управления 5. При этом напряжение на выходе интегратора б изменяется по законуТ 2)16 = 2У 2 соз (р - По Тх( -- ) )ТЖ 2Окончание второго такта интегрирования определяется моментом перехода через нулевой уронень напряжения Б с помощью нуль-органа 7.Тогда длительность второго такта интегрирования опРеделяется выражениемЯсовеТсР 2 ц1 аким образом, количество импульсов И,прошедших на счетчик импульсов 13 от генератора импульсоэ 12 за времявторого такта, пропорционально синфазной составляющей измеряемого напряжения Б, т.е. пропорционально одной из составляющих 5 комплексного сопротивления.При измерении амплитуды квадратурной составляющей 0, напряжение О поступает через трехпозиционный электронный ключ 11 на интегратор 6 в О течение интеРвала вРемени ( 4 1 - Т),, э Поэтому устройство работает аналогично режиму измерения амплитуды синфаэной составляющей 11, с той разницей, что РеэУлЬтат измерениЯ 1 нпропоРЦионален амплитуде квадратурной составляющей напряжения П.При измерении безразмерного Фактора (тангенса угла потерь добротности) к концу первого такта интегрирования на выходе интегратора 6 образуется напряжение, пропорциональное одной из составляющих (так, как это было описано ранее), которое запоминается блоком запоминания 8. В течение следующей четверти периода интегратор 6 разряжается до нуля через дополнительный ключ 10. Далее напряжение 0 вновь интегрируется н тече-. ние полупериода, в результате чего на ныходе интегратора б образуется 30 напряжение, пропорциональное другой составляющей. Если теперь разряд интегратора осуществить постоянным напряжением с выхода блока запоминания 8 через трехпоэиционный электрон ный ключ 11, то интервал времени раз- ряда 1 будет пропорционален отношению состанляющих, т.е. безразмерному Фактору потерь.Формула изобретения 40Устройство для контроля параметров комплексных сопротивлений, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и с входом первичного измерительного преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен с одним входом ключа, выход последнего соединен со счетчиком, нуль-орган, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены источник образцоного напряжения, трехпозиционный электронный ключ, дополнительный ключ, блок упранления, интегратор. и блок запоминания, причем выход источника образцового напряжения соединен с первым входом трехпозиционного электронного ключа, второй вход последнего соединен с выходом первичного измерительного преобразователя, а третий вход - с выходом блока запоминания, выход трехпозиционного электронного ключа соединен со входом интегратора, один выход которого соединен со входом нуль-органа, а другой с первым входом блока запоминания, выход нуль- органа соединен с четвертым входом блока управления, пятый вход последнего соединен с выходом формирователя импульсов, а выходы блока управления соеДинены с управляющими входами трехпоэиционного электронного ключа, дополнительного ключа, блока запоминания и ключа соответственно, а выход блока запоминания соединен с другим входом дополнительного ключа,Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 363047, кл. С 01 й 27/26, 30,11.70. 2. Авторское свидетельство СССР 9521522, кл. С 01 В 17/06, 18,03,75,664121 Ссставитель Л.СотникТехред М.Петко Заказ 2993/4 Тираж 1089 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретениИ 13035, Москва, Ж, РаушсПоддисн омитета СССР открытий ая наб., д.